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背景:阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种起病隐匿且病情随着年龄增长而不断进展的神经退行性疾病。随着社会人口老龄化趋势日益显著,AD患病人数亦不断增加。与AD相关的神经心理症状无疑给患者及其家庭带来沉重的负担。目前AD防治仍面临着巨大挑战。主观认知下降（Subjective cognitive decline,SCD）及轻度认知障碍（Mild cognitive impairment,MCI）是AD的临床前期阶段,若能早期识别这类患者,将具有重要的临床意义。氢质子磁共振波谱成像（Proton magnetic resonance spectroscopy,~1H-MRS）能无创及活体测量选定区域的化合物浓度水平,从而推测出相应脑区神经元损伤状态及神经递质改变,为神经退行性疾病的早期诊断提供可能。目的:利用~1H-MRS技术,对社区招募的SCD、MCI及正常对照（Normal control,NC）人群双侧额叶白质代谢物进行检测,并比较分析;结合AD相关易感基因突变检测及血液生物标志物水平,探索AD临床前期不同认知状态的人群双侧额叶白质代谢物分布特点以及~1H-MRS所检测的代谢物作为预测认知功能状态及相关遗传效应的影像生物标志物可能性。对象与方法:于2018年8月至2021年4月招募受试者,并按照严格的纳入标准和排除标准,最终纳入受试者362人。根据Jak/Bondi制定的MCI诊断标准和宣武医院韩璎等人使用的SCD及SCD-Plus诊断标准将所有受试者分为MCI组、SCD组、SCD-Plus组和NC组。其中MCI组78人,SCD组97人,SCD-Plus组79人,NC组108人。所有受试者均接受成套的神经心理学量表评估。使用德国西门子Magnetom Skyra 3.0T超导型磁共振仪采集所有受试者的基本序列图像,并使用单体素~1H-MRS采集双侧额叶白质代谢物频谱数据,使用LCModel软件对频谱原始数据进行处理。针对正常认知状态下不同年龄段、不同性别之间以及同一个体双侧额叶白质代谢物相对浓度分布差异进行分析。采用协方差分析和非参数检验以比较不同认知状态和不同风险基因携带情况之间代谢物相对浓度的组间差异。使用Pearson和Spearman相关分析法以探索MCI组中代谢物相对浓度与神经心理量表评分之间的相关性,以及全体受试者~1H-MRS代谢物相对浓度与血液生物标志物水平之间的相关性。P<0.05表示差异有统计学意义。结果:MCI组在整体认知水平及三大认知域（记忆、语言及执行功能）中各方面表现均较NC组、SCD及SCD-Plus组差,差异具有统计学意义（P0.05）。在正常认知状态的受试者中,双侧额叶白质N-乙酰天门冬氨酸+N-乙酰天门冬氨酸谷氨酸（Total N-acetylaspartate,NAA+NAAG）及胆碱复合物+甘油磷酸胆碱相对浓度存在非对称性的分布特点,差异具有统计学意义（P<0.05）。左侧额叶白质NAA+NAAG及谷氨酸及谷氨酰胺（Glutamate+Glutamine,Glu+Gln）相对浓度水平在三个年龄段亚组之间具有统计学差异（P0.05）。MCI组量表评分相关性分析结果显示听觉词语学习测验（Auditory verb learn test,AVLT）再认成绩与右侧额叶白质NAA+NAAG相对浓度呈负相关（r=-0.368,P=0.001）;形状连线测试（Shape trails test,STT）-A与STT-B完成时间均与右侧额叶白质肌醇（Inositol,Ins）相对浓度呈正相关（r=0.375,P<0.001;r=0.353,P=0.002）。Apo E-ε4等位基因携带者左侧额叶白质Ins相对浓度较非携带者增加,差异具有统计学意义（P<0.05）。在全体受试者中,左侧额叶白质Glu+Gln相对浓度与淀粉样蛋白β（1-42）（Aβ1-42）、总Tau蛋白及磷酸化Tau蛋白水平呈正相关（r=0.168,P=0.032;r=0.180,P=0.022;r=0.219,P=0.005）。结论:1.在健康右利手受试者个体中,左侧额叶白质较对侧具有更高的NAA+NAAG、GPC+PCh相对浓度,呈现偏侧化分布的特点。在健康的衰老过程中,左侧额叶白质NAA+NAAG及Glu+Gln相对浓度随着年龄增长而不断下降。不同性别间双侧额叶白质代谢物相对浓度未发现显著统计学差异。2.尽管双侧额叶白质在不同认知状态下各代谢物水平未出现具有统计学意义的改变,但MCI组右侧额叶白质NAA+NAAG及Ins相对浓度与受试者记忆及执行功能量表评分存在相关性。3.ApoE-ε4等位基因携带者的左侧额叶白质Ins相对浓度水平较非携带者增加。全体受试者左侧额叶白质Glu+Gln相对浓度均与血液样本中Aβ1-42、Tau蛋白及磷酸化Tau蛋白水平呈正相关。4.~1H-MRS所测定相关代谢物水平改变与AD病理改变的形成具有相关性,并有望作为评估患者认知功能状态的影像生物标志物,为AD临床前期的早期诊断提供信息。